On cherche à déterminer la quantité d’énergie reçue par la planète Terre.
Pour que les mesures soient comparables on se ramène à l’unité de temps et à l’unité de surface.
On fait la mesure perpendiculairement aux rayons du soleil.
Ce que l’on mesure est une énergie par unité de temps et de surface donc c’est une puissance par unité de surface. La valeur mesurée s’appelle la constante solaire. (on expliquera le terme constante en cours)
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Principe.
- Mesure.
On utilise la propriété du rayonnement solaire d’échauffer un corps.
Le rayonnement solaire provoque l’échauffement d’un cylindre en laiton.
L’énergie reçue par le cylindre en laiton est égale :
E(J) = m(kg). c(J.kg-1.°K-1). (Tf-Ti )
Tf est la température finale et Ti la température initiale.
m masse du corps échauffé (kg).
c chaleur massique (J.kg-1.°K-1 ) =418 pour le laiton.
la constante solaire est :P :W.m-2
t :s
S :m2
| Le capteur ( disque de laiton) est isolé du milieu extérieur pour ne pas perdre de la chaleur par conduction ou par convection donc placé dans un tuyau de PVC fermé à l’avant par le plexiglas, à l’arrière par et la rondelle de polystyrène. |  |
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On installe le dispositif au soleil, de telle manière que les rayons du soleil pénètrent parallèlement à l’axe du cylindre. Pour cela on vérifie que le socle de la potence est bien parallèle au cylindre puis grâce à la boussole on le place dans la direction du soleil . Pour vérifier on utilise une feuille de papier que l’on place derrière le petit cylindre de visée |
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on place le thermomètre dans l’orifice situé sur le cylindre.
On relève la valeur de l’angle alpha.
On note la température initiale Ti puis on enlève le cache du cylindre et on attend 10 minutes puis on note la température finale Tf.
Q1 calculer la constante solaire à partir de la formule donnée précédemment .
Q2 la mesure de la constante solaire est réalisée par des satellites évoluant à la limite supérieure de l’atmosphère terrestre. Les résultats des mesures oscillent autour de 1370 W/m².
Expliquer les différences entre la constante solaire mesurée par satellite et les mesures réalisées au sol.
